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初中物理沪粤版（2024）九年级上册11.4 认识动能和势能巩固练习
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这是一份初中物理沪粤版（2024）九年级上册11.4 认识动能和势能巩固练习，共30页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2023春·八年级校联考单元测试）同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（ ）
A．实心球在B→C过程中，动能逐渐增加
B．实心球在B→C→D过程中，人没有对球做功
C．实心球到达最高点C时，它处于平衡状态
D．实心球在A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
2．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。宜宾创文成功，作为市民的我们应拒绝高空抛物，做文明市民。关于高空抛物，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能与速度有关
B．抛下鸡蛋就没有伤害
C．物体下落重力势能转化为动能
D．物体下落机械能守恒
3．（2023春·宁夏吴忠·八年级校考期末）高空中匀速直线飞行的飞机，向地面投下救灾物资，则飞机的动能和重力势能的变化情况（ ）
A．动能、重力势能都不变
B．动能不变，重力势能变大
C．重力势能不变，动能变大
D．动能、重力势能都变小
4．（2023春·八年级校联考课时练习）2021年10月16号我国成功将神舟13号发射升空，在火箭加速上升过程中（ ）
A．神舟13号的动能增大，重力势能减小
B．神舟13号的动能减小，重力势能增大
C．神舟13号的动能和重力势能都增大
D．神舟13号的动能转化为重力势能
二、填空题
5．（2023·广东韶关·统考模拟预测）一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能_____，重力势能_____，机械能_____。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
6．（2023春·八年级校联考课时练习）动能、重力势能和______统称机械能；人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底通过水轮机带动电动机发电，一定量的水，上、下游水位差越大，水的______越大，发电量越多。
7．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能___________B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为___________能。
8．（2023·广东潮州·统考模拟预测）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在___________点最大，B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是___________（选填“变化”或“不变”）的。
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考课时练习）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。
（1）皮球运动到D点时的机械能 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）运动到C点时的机械能。
（2）若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两处留下两个黑色圆斑，其中M处的圆斑 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）N处的圆斑。
10．（2023春·八年级校联考课时练习）小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高度静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度以速度释放、高度以速度释放，已知，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。
①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的______相同时，______相同；
②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是______（选填“错误”或“正确”），理由是______。
四、计算题
11．（2023·全国·八年级校联考假期作业）已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能表达式为Ek=mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量。如图所示，光滑斜面与粗糙水平面在B处平滑连接，质量m=80kg的物体M在A处由静止开始下滑，经B处后在水平面上滑至C处停止，已知A处的高度h=9.8m，BC的距离s=40m，不计空气阻力，求：（g取10N/kg）
（1）物体M在A处的机械能；
（2）物体M滑到B处的速度；
（3）物体M与水平面间的摩擦力。
12．（2023春·八年级校联考课时练习）已知物体的动能表达式为EK=mv2/2，其中m为物体的质量，v是物体运动的速度，g为重力常数．如图所示，将一个质量为200g的钢球从距离地面1.2m的高度沿水平方向以5m/s的速度抛出．钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能．若不计空气阻力，试求：
(1)钢球被抛出时的动能Ekl多大？
(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是多大？
(3)钢球落地前瞬间的动能Ek2多大？
一、单选题
1．（2023·内蒙古包头·包头市第三十五中学校考三模）如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（ ）
A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员对球做了功
B．图甲中足球在A点移动至B点的过程中，动能转化为重力势能
C．图乙中A、B两点为同一高度，该足球在这两点机械能相等
D．图乙中足球在最高点D点的动能为零
2．（2023春·八年级校联考单元测试）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②” 或“③”点中的某一点。则小球（ ）
A．经过的M点就是“③”点B．整个运动过程中，机械能是守恒的
C．在M点的重力势能大于在N点的D．在N点的机械能为1000J
3．（2023春·八年级校联考单元测试）将球斜向上抛出，其在空中不同位置时的能量情况如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．经过B、D两位置时小球的高度相同
B．C位置可能为小球到达的最高点
C．经过B、E两位置时小球的速度大小相同
D．经C、E两位置时小球的机械能可能相等
4．（2023春·八年级校联考单元测试）苹果由静止开始下落，每隔0.1s记录一次苹果的位置，如图所示。关于苹果下落的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．苹果下落做匀速直线运动B．苹果受到的重力和阻力是一对平衡力
C．苹果所受的重力做功，重力势能增加D．苹果的重力势能转化为动能
二、填空题
5．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年8月5日，中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军，如图甲所示，在下落过程中忽略空气阻力，全红婵只受______力作用，她的重力势能转化为______能。2022年2月16日，中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，如图乙所示，他离开大跳台后由于______仍能在空中继续“飞行”。
6．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在天花板的O点处用细线悬挂一个金属小球（细线无弹性），将小球在A点由静止释放。由A到C（最低点）的过程中，小球的动能______（选填“增大”“减小”或“不变”），机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。若小球运动至D点时（不是最高点）细线断裂，你认为小球接下来的运动轨迹与曲线______（选填“a”、“b”或“c”）最接近。
7．（2023春·八年级校联考单元测试）如图是小明用螺丝帽模拟义“蹦极”的简化示意图，弹性绳一端系住螺丝帽，另一端固定在铁架台的O点。螺丝帽由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处螺丝帽受到的重力与弹性绳对螺丝帽的拉力大小相等；C点处是螺丝帽到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力和摩擦、弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，螺丝帽的机械能__________。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能__________，螺丝帽的动能__________。（均选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
8．（2023春·八年级校联考单元测试）轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物，用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下静止时下端的位置。则重物从a运动到d的过程中，在_________点重力势能最大，在_________点动能最大，在_________点机械能最大。（不计空气阻力）
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考单元测试）小明学习完《伽利略对摆动的研究》后，他有以下猜想：单摆摆动一次所用的时间可能与单摆的质量、单摆绳长和单摆摆动角度有关。为了验证上述猜想，他来到实验室，使用刻度尺、秒表、细线、小球、量角器等器材，如图所示。依照物理探究方法，进行了实验，得到数据如表。
（1）根据表格数据，单摆往返摆动一次所用的时间与______有关；
A．单摆绳长
B．摆球质量
C．摆角
D．单摆绳长、摆球质量、摆角均有关系
（2）小明用质量为60g的小铁球制作成摆长为0.4m和摆角为4°的单摆做实验，根据实验数据推测，这个单摆来回摆动一次的时间应是______s；
（3）好学的小明经查阅资料，了解到地球纬度越高，单摆摆动一次的时间越少，若要将一台在广州走时准确的摆钟拿到北京仍能精确计时，应该将其摆长调______（不考虑海拔高度和温度的影响）；
（4）单摆小球向下运动过程中，它的______能转化为______能，到达最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，此过程中有一部分的机械能转化为______能。
10．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mBhB）推动纸盒运动一段距离后静止。
（1）实验中通过观察________比较动能的大小；
（2）实验中采用________，使得小球滚到水平面的初速度相同；
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，________球的动能最大；
（4）因探究的因素较多，所以该探究实验用到实验方法中的_________法；
（5）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：_________；
（6）分析比较实验甲与实验丙，可得出结论：__________。
四、综合题
11．（2023·贵州·统考模拟预测）如图甲所示，是我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载的一种捣谷用的舂。其简化图如图乙所示，先用脚施加一个竖直向下的力踩横木的B点，使A端升高，然后将脚移开，A端的碓头在重力的作用下向下运动撞击在谷物上，将谷物砸开。请回答下列问题：
（1）用脚竖直向下踩横木的B点时，舂可看作是___________杠杆；
（2）若图中所示的碓头质量为18kg，请问它的重力为多大？( )
（3）请从功能关系的角度解释：为什么制作碓头时要选择密度大的材料？( )
（4）用力踩B端使其向下运动的过程中，做功为，碓头克服重力做功为，请比较和的大小关系，并阐述理由（横木的自重忽略不计）。( )
12．（2023·广东·统考模拟预测）在一次《趣味物理》讲座中，老师介绍伽利略的比萨斜塔实验时说:“若不计空气阻力，从同一高度由静止开始下落的任何物体，都会同时落地，下落的快慢跟物体质量无关，这种运动称为自由落体运动。”课后，兴趣小组在老师指导下开始研究这种运动，他们在高楼楼顶的相同位置，分别让不同质量的金属小球由静止开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。如图是其中的一张照片（图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置，图片与实物的大小比例为1:7）。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。已知本实验所使用的频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s。该小组对图片中小球所处位置的影像进行测量，量出了每相邻两个影像位置之间的距离如图所示。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度___________（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”） 。小球在第四个Δt时间内的平均速度为___________m/s；
（2）兴趣小组比较数张照片，发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置。为了进一步从理论上分析得出结论，请你计算：从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，则n=___________m/s2；通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，发现物体下落快慢与质量___________（选填“有关”或“无关”）；
（3）根据上述结论，试推算出小球自由下落时前0.8s的平均速度是___________m/s；
（4）图乙是兴趣小组绘制的金属小球由静止自由下落的高度h与时间t关系图像；则图丙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中，正确的图像是___________；
（5）从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下。
表格的空格处所缺数据应为___________。
11.4 认识动能和势能
一、单选题
1．（2023春·八年级校联考单元测试）同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（ ）
A．实心球在B→C过程中，动能逐渐增加
B．实心球在B→C→D过程中，人没有对球做功
C．实心球到达最高点C时，它处于平衡状态
D．实心球在A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
【答案】B
【解析】A．实心球在上升过程中，因为质量不变、速度减小，所以实心球的动能减小，故A错误；
B．做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可；实心球因重力作用而下降，重力对其做功，人在此过程中对球没有力的作用，故对球不做功，故B正确；
C．实心球到达最高点C时，竖直方向的速度为0，但水平方向有速度，此时实心球只受重力的作用，受力不平衡，不会处于平衡状态，故C错误；
D．实心球从A→B过程中，速度增大，方向改变，实心球受到力的作用运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。
故选B。
2．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。宜宾创文成功，作为市民的我们应拒绝高空抛物，做文明市民。关于高空抛物，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能与速度有关
B．抛下鸡蛋就没有伤害
C．物体下落重力势能转化为动能
D．物体下落机械能守恒
【答案】C
【解析】A．物体的重力势能与物体的质量、高度有关，与速度无关，故A错误；
B．抛下鸡蛋具有重力势能，鸡蛋下落过程中，重力势能转化为动能，会造成伤害，故B错误；
C．物体下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小；速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；
D．物体下落过程中，克服空气的阻力做功，机械能转化为内能，机械能不守恒，故D错误。
故选C。
3．（2023春·宁夏吴忠·八年级校考期末）高空中匀速直线飞行的飞机，向地面投下救灾物资，则飞机的动能和重力势能的变化情况（ ）
A．动能、重力势能都不变
B．动能不变，重力势能变大
C．重力势能不变，动能变大
D．动能、重力势能都变小
【答案】D
【解析】飞机沿水平方向匀速飞行，空投物资时，速度不变，高度不变，但飞机的质量变小，所以它的动能和重力势能都减小，故D符合题意。
故选D。
4．（2023春·八年级校联考课时练习）2021年10月16号我国成功将神舟13号发射升空，在火箭加速上升过程中（ ）
A．神舟13号的动能增大，重力势能减小
B．神舟13号的动能减小，重力势能增大
C．神舟13号的动能和重力势能都增大
D．神舟13号的动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】ABC．神州13号加速上升，质量不变，速度增加，高度增加，所以动能和势能均增加，故AB不符合题意，C符合题意；
D．因为动能和势能均增加，所以不存在动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
5．（2023·广东韶关·统考模拟预测）一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能_____，重力势能_____，机械能_____。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
【答案】 减小 减小 减小
【解析】[1][2][3]动能与速度和质量有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与高度和质量有关，质量越大，高度越大，重力势能越大。一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能减小，重力势能减小，机械能等于动能和势能之和，所以洒水车的机械能减小。
6．（2023春·八年级校联考课时练习）动能、重力势能和______统称机械能；人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底通过水轮机带动电动机发电，一定量的水，上、下游水位差越大，水的______越大，发电量越多。
【答案】 弹性势能 重力势能
【解析】[1]机械能包括动能和势能，势能又分为重力势能和弹性势能。
[2]一定质量的水，水电站发电时，水位差越大，水的重力势能越大，发电量越多。
7．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能___________B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为___________能。
【答案】 小于 动
【解析】[1]同一个足球，质量相同， B点的高度大于A点，故A点的重力势能小于B点的重力势能。
[2]若不计空气阻力，足球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小。速度变大，动能变大，故下落时，是重力势能转化为动能。
8．（2023·广东潮州·统考模拟预测）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在___________点最大，B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是___________（选填“变化”或“不变”）的。
【答案】 C 等于 变化
【解析】（1）[1]过山车在B点重力势能最大，在下降的过程中，重力势能转化为动能，再加上之前前进的动能，所以在C点动能最大。
[2]由图乙可知，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。
[3]因为有摩擦以及空气阻力的原因，一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能是变化的。
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考课时练习）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。
（1）皮球运动到D点时的机械能 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）运动到C点时的机械能。
（2）若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两处留下两个黑色圆斑，其中M处的圆斑 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）N处的圆斑。
【答案】 小于 大于
【解析】[1]由于皮球在运动过程中受到空气阻力的作用，所以机械能会变小，从C点到D点的过程中，D点时皮球的机械能小于C点时的机械能。
[2]皮球从M点到N点，机械能减小，故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能，则表面涂黑的皮球在MN两点留下的黑色圆斑大小不相等，M点的圆斑较大。
10．（2023春·八年级校联考课时练习）小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高度静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度以速度释放、高度以速度释放，已知，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。
①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的______相同时，______相同；
②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是______（选填“错误”或“正确”），理由是______。
【答案】 质量和高度 重力势能 错误 实验中没有控制物体的初速度相同
【解析】[1][2]比较图(a)、(b)、 (c)、 (d)的实验过程及相关条件，可得物体重力势能的大小由物体的高度与质量决定，即物体高度和质量相同时重力势能相同；
[3][4]要探究物体所具有的重力势能大小与高度的关系，应控制物体向下运动的初速度和质量相同，才能得出正确的结论，该实验中没有控制物体的初速度相同，故结论是错误的。
四、计算题
11．（2023·全国·八年级校联考假期作业）已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能表达式为Ek=mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量。如图所示，光滑斜面与粗糙水平面在B处平滑连接，质量m=80kg的物体M在A处由静止开始下滑，经B处后在水平面上滑至C处停止，已知A处的高度h=9.8m，BC的距离s=40m，不计空气阻力，求：（g取10N/kg）
（1）物体M在A处的机械能；
（2）物体M滑到B处的速度；
（3）物体M与水平面间的摩擦力。
【答案】（1）7840J；（2）14m/s；（3）196N
【解析】解：（1）根据题意知道，A处的机械能为动能与重力势能之和，在A处的速度为0，则动能为0，所以，A处的机械能等于重力势能，故物体M在A处的机械能
（2）由题意知道，从A点下滑到B点的过程中，由于斜面光滑，机械能是守恒的，则，即
所以，物体M滑到B处的速度
（3）物体M在水平面上运动时克服摩擦力做功，机械能全部转化为内能，则摩擦力做功
故物体与水平面间的摩擦力为
答：（1）物体M在A处的机械能是7840J；
（2）物体M滑到B处的速度是14m/s；
（3）物体M与水平面间的摩擦力是196N。
12．（2023春·八年级校联考课时练习）已知物体的动能表达式为EK=mv2/2，其中m为物体的质量，v是物体运动的速度，g为重力常数．如图所示，将一个质量为200g的钢球从距离地面1.2m的高度沿水平方向以5m/s的速度抛出．钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能．若不计空气阻力，试求：
(1)钢球被抛出时的动能Ekl多大？
(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是多大？
(3)钢球落地前瞬间的动能Ek2多大？
【答案】（1）2.5J （2）2.4J （3）4.9J
【解析】(1)钢球被抛出时的动能是：
(2)钢球从被抛出到落地的过程中，其重力所做功是：
W＝Gh＝mgh＝0.2kg×10N/kg×1.2m＝2.4J
(3)因为不计空气的阻力，故钢球落地前瞬间的动能是：
Ek2＝Ek1＋W＝2.5J＋2.4J＝4.9J
答：(1)钢球被抛出时的动能Ekl2.5J；
(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是2.4J；
(3)钢球落地前瞬间的动能Ek24.9J。
一、单选题
1．（2023·内蒙古包头·包头市第三十五中学校考三模）如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（ ）
A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员对球做了功
B．图甲中足球在A点移动至B点的过程中，动能转化为重力势能
C．图乙中A、B两点为同一高度，该足球在这两点机械能相等
D．图乙中足球在最高点D点的动能为零
【答案】B
【解析】A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故A错误；
B．图甲中足球在A点的高度小于B点的高度，足球的质量不变，所以图1中足球在A点的重力势能小于B点的重力势能，从A点到B点的过程中，速度减小，将动能转化为重力势能，故B正确；
C．由图乙可知，足球跳起的高度逐渐变小，这说明足球的机械能是逐渐变小的，该足球在A、B两点的高度相等，重力势能相等，但速度不同，动能不一样，因此足球在A、B两点的机械能不相等，故C错误；
D．图乙中足球在从D点向后的过程中继续水平方向运动，说明D水平方向的速度不为0，故最高点D点的动能不为零，故D错误。
故选B。
2．（2023春·八年级校联考单元测试）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②” 或“③”点中的某一点。则小球（ ）
A．经过的M点就是“③”点B．整个运动过程中，机械能是守恒的
C．在M点的重力势能大于在N点的D．在N点的机械能为1000J
【答案】A
【解析】B．根据小球水平抛出其部分运动轨迹可知，小球反弹起的最大高度越来越小，说明机械能越来越小，
整个运动过程中，机械能是不守恒的 ，故B不符合题意；
C．在M点时，由图知，重力势能占机械能的比为动能的3倍，因重力势能为240J，故动能为80J，在M点时机械能为
WM=240J+80J=320J
在N点时，动能为200J，则重力势能为
故在M点的重力势能240J小于在N点的重力势能300J，故C不符合题意；
D．在N点时的机械能为
WN=200J+300J=500J
故D不符合题意；
A．因小球在M的重力势能小于N点的重力势能，根据影响重力势能大小的因素，故N点的高度要高，已知位置①和③离地高度相等，故N点在②，小球在M点的机械能320J小于在N点的机械能500J，因机械能越来越小，故可知M点在③处。故A符合题意。
故选A。
3．（2023春·八年级校联考单元测试）将球斜向上抛出，其在空中不同位置时的能量情况如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．经过B、D两位置时小球的高度相同
B．C位置可能为小球到达的最高点
C．经过B、E两位置时小球的速度大小相同
D．经C、E两位置时小球的机械能可能相等
【答案】D
【解析】动能大小和质量、速度有关，重力势能大小和质量、高度有关。
A．如图，经过B、D两位置时小球的重力势能相同，所以此时小球的高度相同，故A正确，不符合题意；
B．如图，C位置重力势能最大，说明位置处在最高点，故B正确，不符合题意；
C．如图，经过B、E两位置时小球的动能相同，所以此时小球的运动速度相同，故C正确，不符合题意；
D．将球斜向上抛出，小球在运动过程中会受到空气阻力的作用，机械能要逐渐减小，所以小球在两个不同位置时的机械能不可能相等，故D错误，符合题意。
故选D。
4．（2023春·八年级校联考单元测试）苹果由静止开始下落，每隔0.1s记录一次苹果的位置，如图所示。关于苹果下落的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．苹果下落做匀速直线运动B．苹果受到的重力和阻力是一对平衡力
C．苹果所受的重力做功，重力势能增加D．苹果的重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】A．由图可知，苹果在相同的时间内通过的路程变大，因此苹果下落做匀加速直线运动，故A错误；
B．苹果下落时做加速运动，苹果受到的重力大于阻力，不是平衡力，故B错误；
C．苹果所受的重力做功，其高度减小，重力势能减小，故C错误；
D．苹果下落的过程中，高度减小，重力势能减小，质量不变，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故D正确。
故选D。
二、填空题
5．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年8月5日，中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军，如图甲所示，在下落过程中忽略空气阻力，全红婵只受______力作用，她的重力势能转化为______能。2022年2月16日，中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，如图乙所示，他离开大跳台后由于______仍能在空中继续“飞行”。
【答案】 重力 动 惯性
【解析】[1][2]在下落过程中忽略空气阻力，只受到重力作用，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。
[3]运动员离开大跳台后，由于惯性继续保持原来的运动状态，所以能在空中继续飞行。
6．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在天花板的O点处用细线悬挂一个金属小球（细线无弹性），将小球在A点由静止释放。由A到C（最低点）的过程中，小球的动能______（选填“增大”“减小”或“不变”），机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。若小球运动至D点时（不是最高点）细线断裂，你认为小球接下来的运动轨迹与曲线______（选填“a”、“b”或“c”）最接近。
【答案】 增大 不守恒 c
【解析】[1]由A到C的过程中，小球的质量不变，速度变大，动能增大。
[2]因为空气对小球的摩擦阻力的影响，小球的一部分机械能转化为内能，机械能不守恒。
[3]小球运动至D点时细线断裂，此时小球的速度与运动曲线相切并向上，又由于受到重力和阻力的作用，小球升高到一定高度后，但达不到A位置的高度，然后向斜下方运动，所以运动轨迹与曲线c最接近。
7．（2023春·八年级校联考单元测试）如图是小明用螺丝帽模拟义“蹦极”的简化示意图，弹性绳一端系住螺丝帽，另一端固定在铁架台的O点。螺丝帽由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处螺丝帽受到的重力与弹性绳对螺丝帽的拉力大小相等；C点处是螺丝帽到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力和摩擦、弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，螺丝帽的机械能__________。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能__________，螺丝帽的动能__________。（均选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
【答案】 不变 增大 先增大后减小
【解析】（l）[1]O点到A点，螺丝帽目由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以螺丝帽的机械能不变。
（2）[2][3]在从A点至C点螺丝帽的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对螺丝帽拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而螺丝帽的动能先增大后减小。
8．（2023春·八年级校联考单元测试）轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物，用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下静止时下端的位置。则重物从a运动到d的过程中，在_________点重力势能最大，在_________点动能最大，在_________点机械能最大。（不计空气阻力）
【答案】 a c b
【解析】[1]重物从a运动到d的过程中，质量不变，a点的高度最大，重力势能最大。
[2][3]b点到d点的过程中，重物在c点之前受到向上的拉力小于重力；重物在c点之后受到的向上拉力大于重力；所以重物从c点以后做减速运动，即在c点时速度最大，动能最大；此时重物的机械能转化为弹簧的弹性势能，重物的机械能减小，故在b点时重物的机械能最大。
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考单元测试）小明学习完《伽利略对摆动的研究》后，他有以下猜想：单摆摆动一次所用的时间可能与单摆的质量、单摆绳长和单摆摆动角度有关。为了验证上述猜想，他来到实验室，使用刻度尺、秒表、细线、小球、量角器等器材，如图所示。依照物理探究方法，进行了实验，得到数据如表。
（1）根据表格数据，单摆往返摆动一次所用的时间与______有关；
A．单摆绳长
B．摆球质量
C．摆角
D．单摆绳长、摆球质量、摆角均有关系
（2）小明用质量为60g的小铁球制作成摆长为0.4m和摆角为4°的单摆做实验，根据实验数据推测，这个单摆来回摆动一次的时间应是______s；
（3）好学的小明经查阅资料，了解到地球纬度越高，单摆摆动一次的时间越少，若要将一台在广州走时准确的摆钟拿到北京仍能精确计时，应该将其摆长调______（不考虑海拔高度和温度的影响）；
（4）单摆小球向下运动过程中，它的______能转化为______能，到达最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，此过程中有一部分的机械能转化为______能。
【答案】 A 1.3 长 重力势 动 内
【解析】（1）[1]由表中1、2两次实验可知，单摆的质量和单摆摆动角度相同时，单摆绳长越长，摆动一次的时间越长，因此单摆往返摆动一次所用的时间与单摆绳长有关；由2、3两次实验可知，单摆的质量、单摆绳长相同时，单摆摆动角度增大，但摆动一次的时间不变，因此单摆往返摆动一次所用的时间与单摆摆动角度无关；由3、4两次实验可知，单摆绳长、单摆摆动角度相同时，摆球质量增大，但摆动一次的时间不变，因此单摆往返摆动一次所用的时间与摆球质量无关；因此单摆往返摆动一次所用的时间与单摆绳长有关，与球质量和单摆摆动角度无关，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
（2）[2]由（1）可知单摆往返摆动一次所用的时间与单摆绳长有关，与球质量和单摆摆动角度无关，因此小明用质量为60g的小铁球制作成摆长为0.4m和摆角为4°的单摆做实验，这个单摆来回摆动一次的时间与表中单摆绳长同为0.4m的第1次实验时间相同，为1.3s。
（3）[3]由（1）可知，单摆往返摆动一次所用的时间随着单摆绳长的增大而增大，由于北京的纬度比广州的高，由题意可知，同样的单摆在北京的摆动一次的时间越少，因此为了在北京仍能精确计时，应该将其摆长调长。
（4）[4][5][6]单摆小球向下运动过程中，质量不变，高度减小，由重力势能大小的影响因素可知单摆小球的重力势能减小，动能增大，因此单摆小球向下运动过程中，它的重力势能转化为动能；单摆在运动的过程中需要克服阻力做功，因此一部分机械能转化为内能。
10．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mBhB）推动纸盒运动一段距离后静止。
（1）实验中通过观察________比较动能的大小；
（2）实验中采用________，使得小球滚到水平面的初速度相同；
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，________球的动能最大；
（4）因探究的因素较多，所以该探究实验用到实验方法中的_________法；
（5）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：_________；
（6）分析比较实验甲与实验丙，可得出结论：__________。
【答案】 见解析 见解析 C 控制变量 见解析 见解析
【解析】（1）[1]小球动能不同，对纸盒做功不同，则纸盒移动的距离不同，所以实验中通过观察纸盒被小球推动的距离长短来比较动能的大小。
（2）[2]为了让小球滚动到水平面的初速度相同，应让小球在同一高度静止滚下，小球在斜面的同一高度时，具有的重力势能相等，滚动过程，重力势能转化为动能，重力势能相等，转化为的动能相等，所以小球到达水平面时的速度相同。
（3）[3] A、C两个小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，而A的质量小于C的质量，所以C的动能大于A的动能。B滚下的高度比A的小，到达水平面时，B的速度比A的小，两球质量相等，所以到达水平面时，A的动能比B的小，所以动能最大的是C小球。
（4）[4]实验中，动能与多个因素有关，据控制变量法，应控制其它因素不变，改变一个因素。
（5）[5]甲、乙实验中，小球的质量相同，从斜面静止滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，撞击纸盒移动的距离不同，到达水平面的速度越大，纸盒移动的距离越远，所具有的动能越大。所以质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。
（6）[6]甲、丙实验中，小球从斜面静止滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，两小球的质量不同，撞击纸盒移动的距离不同，质量越大，纸盒移动的距离越远，具有的动能越大，所以运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
四、综合题
11．（2023·贵州·统考模拟预测）如图甲所示，是我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载的一种捣谷用的舂。其简化图如图乙所示，先用脚施加一个竖直向下的力踩横木的B点，使A端升高，然后将脚移开，A端的碓头在重力的作用下向下运动撞击在谷物上，将谷物砸开。请回答下列问题：
（1）用脚竖直向下踩横木的B点时，舂可看作是___________杠杆；
（2）若图中所示的碓头质量为18kg，请问它的重力为多大？( )
（3）请从功能关系的角度解释：为什么制作碓头时要选择密度大的材料？( )
（4）用力踩B端使其向下运动的过程中，做功为，碓头克服重力做功为，请比较和的大小关系，并阐述理由（横木的自重忽略不计）。( )
【答案】 费力 180N 见解析 见解析
【解析】（1）[1]由图乙可知，阻力臂OA大于动力臂OB，则舂可看作是费力杠杆。
（2）[2]根据可得，碓头的重力为
（3）[3]制作碓头时要选择密度大的材料，相同体积时，质量更大，当下落高度相同时，质量越大，碓头撞击谷物时，动能更大，更容易将谷物砸开。
（4）[4]由功的原理可知，用力踩B端使其向下运动的过程中，F1做的功W1与克服碓头重力做功W2和克服摩擦力做功Wf之和相等，则
12．（2023·广东·统考模拟预测）在一次《趣味物理》讲座中，老师介绍伽利略的比萨斜塔实验时说:“若不计空气阻力，从同一高度由静止开始下落的任何物体，都会同时落地，下落的快慢跟物体质量无关，这种运动称为自由落体运动。”课后，兴趣小组在老师指导下开始研究这种运动，他们在高楼楼顶的相同位置，分别让不同质量的金属小球由静止开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。如图是其中的一张照片（图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置，图片与实物的大小比例为1:7）。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。已知本实验所使用的频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s。该小组对图片中小球所处位置的影像进行测量，量出了每相邻两个影像位置之间的距离如图所示。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度___________（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”） 。小球在第四个Δt时间内的平均速度为___________m/s；
（2）兴趣小组比较数张照片，发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置。为了进一步从理论上分析得出结论，请你计算：从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，则n=___________m/s2；通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，发现物体下落快慢与质量___________（选填“有关”或“无关”）；
（3）根据上述结论，试推算出小球自由下落时前0.8s的平均速度是___________m/s；
（4）图乙是兴趣小组绘制的金属小球由静止自由下落的高度h与时间t关系图像；则图丙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中，正确的图像是___________；
（5）从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下。
表格的空格处所缺数据应为___________。
【答案】 逐渐增大 0.49 0.7 无关 0.56 C 4
【解析】（1）[1]不计空气阻力情况下，在下落过程中，重力势能转化为动能，所以小球速度逐渐增大。
[2]根据知，小球的第四个Δt时间内的平均速度为
（2） [3][4]从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，从1点到2点的距离为
从1点到3点的距离为的距离为
发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置，通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，也相同发现物体下落快慢与质量无关。
（3）[5]从点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，即
当时
（4）[6]h随着的增大，增大幅度越来越大，由公式可得，的增大幅度也会越来越大，综上分析知，故ABD错误，C正确。
故选C。
（5）[7]比较A、B数据可知，当半径相同时，阻力和收尾速度成正比；比较B、C数据可知，当收尾速度相同时，阻力和半径的平方成正比；可得
将数据代入公式
解得
由知，将数据代入公式
次数
单摆绳长
摆球质量m/kg
摆角θ/°
摆动一次的时间t/s
1
0.4
0.05
3
1.3
2
0.6
0.05
3
1.6
3
0.6
0.05
5
1.6
4
0.6
0.08
5
1.6
小球编号
A
B
C
D
小球半径r(×10﹣3m)
0.5
0.5
1.5
2
小球的收尾速度v(m/s)
16
40
40
20
小球受阻力f(N)
0.2
0.5
4.5
次数
单摆绳长
摆球质量m/kg
摆角θ/°
摆动一次的时间t/s
1
0.4
0.05
3
1.3
2
0.6
0.05
3
1.6
3
0.6
0.05
5
1.6
4
0.6
0.08
5
1.6
小球编号
A
B
C
D
小球半径r(×10﹣3m)
0.5
0.5
1.5
2
小球的收尾速度v(m/s)
16
40
40
20
小球受阻力f(N)
0.2
0.5
4.5
一、单选题
1．（2023春·八年级校联考单元测试）同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（ ）
A．实心球在B→C过程中，动能逐渐增加
B．实心球在B→C→D过程中，人没有对球做功
C．实心球到达最高点C时，它处于平衡状态
D．实心球在A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
2．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。宜宾创文成功，作为市民的我们应拒绝高空抛物，做文明市民。关于高空抛物，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能与速度有关
B．抛下鸡蛋就没有伤害
C．物体下落重力势能转化为动能
D．物体下落机械能守恒
3．（2023春·宁夏吴忠·八年级校考期末）高空中匀速直线飞行的飞机，向地面投下救灾物资，则飞机的动能和重力势能的变化情况（ ）
A．动能、重力势能都不变
B．动能不变，重力势能变大
C．重力势能不变，动能变大
D．动能、重力势能都变小
4．（2023春·八年级校联考课时练习）2021年10月16号我国成功将神舟13号发射升空，在火箭加速上升过程中（ ）
A．神舟13号的动能增大，重力势能减小
B．神舟13号的动能减小，重力势能增大
C．神舟13号的动能和重力势能都增大
D．神舟13号的动能转化为重力势能
二、填空题
5．（2023·广东韶关·统考模拟预测）一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能_____，重力势能_____，机械能_____。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
6．（2023春·八年级校联考课时练习）动能、重力势能和______统称机械能；人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底通过水轮机带动电动机发电，一定量的水，上、下游水位差越大，水的______越大，发电量越多。
7．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能___________B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为___________能。
8．（2023·广东潮州·统考模拟预测）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在___________点最大，B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是___________（选填“变化”或“不变”）的。
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考课时练习）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。
（1）皮球运动到D点时的机械能 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）运动到C点时的机械能。
（2）若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两处留下两个黑色圆斑，其中M处的圆斑 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）N处的圆斑。
10．（2023春·八年级校联考课时练习）小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高度静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度以速度释放、高度以速度释放，已知，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。
①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的______相同时，______相同；
②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是______（选填“错误”或“正确”），理由是______。
四、计算题
11．（2023·全国·八年级校联考假期作业）已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能表达式为Ek=mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量。如图所示，光滑斜面与粗糙水平面在B处平滑连接，质量m=80kg的物体M在A处由静止开始下滑，经B处后在水平面上滑至C处停止，已知A处的高度h=9.8m，BC的距离s=40m，不计空气阻力，求：（g取10N/kg）
（1）物体M在A处的机械能；
（2）物体M滑到B处的速度；
（3）物体M与水平面间的摩擦力。
12．（2023春·八年级校联考课时练习）已知物体的动能表达式为EK=mv2/2，其中m为物体的质量，v是物体运动的速度，g为重力常数．如图所示，将一个质量为200g的钢球从距离地面1.2m的高度沿水平方向以5m/s的速度抛出．钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能．若不计空气阻力，试求：
(1)钢球被抛出时的动能Ekl多大？
(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是多大？
(3)钢球落地前瞬间的动能Ek2多大？
一、单选题
1．（2023·内蒙古包头·包头市第三十五中学校考三模）如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（ ）
A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员对球做了功
B．图甲中足球在A点移动至B点的过程中，动能转化为重力势能
C．图乙中A、B两点为同一高度，该足球在这两点机械能相等
D．图乙中足球在最高点D点的动能为零
2．（2023春·八年级校联考单元测试）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②” 或“③”点中的某一点。则小球（ ）
A．经过的M点就是“③”点B．整个运动过程中，机械能是守恒的
C．在M点的重力势能大于在N点的D．在N点的机械能为1000J
3．（2023春·八年级校联考单元测试）将球斜向上抛出，其在空中不同位置时的能量情况如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．经过B、D两位置时小球的高度相同
B．C位置可能为小球到达的最高点
C．经过B、E两位置时小球的速度大小相同
D．经C、E两位置时小球的机械能可能相等
4．（2023春·八年级校联考单元测试）苹果由静止开始下落，每隔0.1s记录一次苹果的位置，如图所示。关于苹果下落的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．苹果下落做匀速直线运动B．苹果受到的重力和阻力是一对平衡力
C．苹果所受的重力做功，重力势能增加D．苹果的重力势能转化为动能
二、填空题
5．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年8月5日，中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军，如图甲所示，在下落过程中忽略空气阻力，全红婵只受______力作用，她的重力势能转化为______能。2022年2月16日，中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，如图乙所示，他离开大跳台后由于______仍能在空中继续“飞行”。
6．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在天花板的O点处用细线悬挂一个金属小球（细线无弹性），将小球在A点由静止释放。由A到C（最低点）的过程中，小球的动能______（选填“增大”“减小”或“不变”），机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。若小球运动至D点时（不是最高点）细线断裂，你认为小球接下来的运动轨迹与曲线______（选填“a”、“b”或“c”）最接近。
7．（2023春·八年级校联考单元测试）如图是小明用螺丝帽模拟义“蹦极”的简化示意图，弹性绳一端系住螺丝帽，另一端固定在铁架台的O点。螺丝帽由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处螺丝帽受到的重力与弹性绳对螺丝帽的拉力大小相等；C点处是螺丝帽到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力和摩擦、弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，螺丝帽的机械能__________。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能__________，螺丝帽的动能__________。（均选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
8．（2023春·八年级校联考单元测试）轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物，用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下静止时下端的位置。则重物从a运动到d的过程中，在_________点重力势能最大，在_________点动能最大，在_________点机械能最大。（不计空气阻力）
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考单元测试）小明学习完《伽利略对摆动的研究》后，他有以下猜想：单摆摆动一次所用的时间可能与单摆的质量、单摆绳长和单摆摆动角度有关。为了验证上述猜想，他来到实验室，使用刻度尺、秒表、细线、小球、量角器等器材，如图所示。依照物理探究方法，进行了实验，得到数据如表。
（1）根据表格数据，单摆往返摆动一次所用的时间与______有关；
A．单摆绳长
B．摆球质量
C．摆角
D．单摆绳长、摆球质量、摆角均有关系
（2）小明用质量为60g的小铁球制作成摆长为0.4m和摆角为4°的单摆做实验，根据实验数据推测，这个单摆来回摆动一次的时间应是______s；
（3）好学的小明经查阅资料，了解到地球纬度越高，单摆摆动一次的时间越少，若要将一台在广州走时准确的摆钟拿到北京仍能精确计时，应该将其摆长调______（不考虑海拔高度和温度的影响）；
（4）单摆小球向下运动过程中，它的______能转化为______能，到达最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，此过程中有一部分的机械能转化为______能。
10．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB
（1）实验中通过观察________比较动能的大小；
（2）实验中采用________，使得小球滚到水平面的初速度相同；
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，________球的动能最大；
（4）因探究的因素较多，所以该探究实验用到实验方法中的_________法；
（5）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：_________；
（6）分析比较实验甲与实验丙，可得出结论：__________。
四、综合题
11．（2023·贵州·统考模拟预测）如图甲所示，是我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载的一种捣谷用的舂。其简化图如图乙所示，先用脚施加一个竖直向下的力踩横木的B点，使A端升高，然后将脚移开，A端的碓头在重力的作用下向下运动撞击在谷物上，将谷物砸开。请回答下列问题：
（1）用脚竖直向下踩横木的B点时，舂可看作是___________杠杆；
（2）若图中所示的碓头质量为18kg，请问它的重力为多大？( )
（3）请从功能关系的角度解释：为什么制作碓头时要选择密度大的材料？( )
（4）用力踩B端使其向下运动的过程中，做功为，碓头克服重力做功为，请比较和的大小关系，并阐述理由（横木的自重忽略不计）。( )
12．（2023·广东·统考模拟预测）在一次《趣味物理》讲座中，老师介绍伽利略的比萨斜塔实验时说:“若不计空气阻力，从同一高度由静止开始下落的任何物体，都会同时落地，下落的快慢跟物体质量无关，这种运动称为自由落体运动。”课后，兴趣小组在老师指导下开始研究这种运动，他们在高楼楼顶的相同位置，分别让不同质量的金属小球由静止开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。如图是其中的一张照片（图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置，图片与实物的大小比例为1:7）。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。已知本实验所使用的频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s。该小组对图片中小球所处位置的影像进行测量，量出了每相邻两个影像位置之间的距离如图所示。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度___________（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”） 。小球在第四个Δt时间内的平均速度为___________m/s；
（2）兴趣小组比较数张照片，发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置。为了进一步从理论上分析得出结论，请你计算：从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，则n=___________m/s2；通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，发现物体下落快慢与质量___________（选填“有关”或“无关”）；
（3）根据上述结论，试推算出小球自由下落时前0.8s的平均速度是___________m/s；
（4）图乙是兴趣小组绘制的金属小球由静止自由下落的高度h与时间t关系图像；则图丙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中，正确的图像是___________；
（5）从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下。
表格的空格处所缺数据应为___________。
11.4 认识动能和势能
一、单选题
1．（2023春·八年级校联考单元测试）同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（ ）
A．实心球在B→C过程中，动能逐渐增加
B．实心球在B→C→D过程中，人没有对球做功
C．实心球到达最高点C时，它处于平衡状态
D．实心球在A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
【答案】B
【解析】A．实心球在上升过程中，因为质量不变、速度减小，所以实心球的动能减小，故A错误；
B．做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可；实心球因重力作用而下降，重力对其做功，人在此过程中对球没有力的作用，故对球不做功，故B正确；
C．实心球到达最高点C时，竖直方向的速度为0，但水平方向有速度，此时实心球只受重力的作用，受力不平衡，不会处于平衡状态，故C错误；
D．实心球从A→B过程中，速度增大，方向改变，实心球受到力的作用运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。
故选B。
2．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。宜宾创文成功，作为市民的我们应拒绝高空抛物，做文明市民。关于高空抛物，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重力势能与速度有关
B．抛下鸡蛋就没有伤害
C．物体下落重力势能转化为动能
D．物体下落机械能守恒
【答案】C
【解析】A．物体的重力势能与物体的质量、高度有关，与速度无关，故A错误；
B．抛下鸡蛋具有重力势能，鸡蛋下落过程中，重力势能转化为动能，会造成伤害，故B错误；
C．物体下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小；速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；
D．物体下落过程中，克服空气的阻力做功，机械能转化为内能，机械能不守恒，故D错误。
故选C。
3．（2023春·宁夏吴忠·八年级校考期末）高空中匀速直线飞行的飞机，向地面投下救灾物资，则飞机的动能和重力势能的变化情况（ ）
A．动能、重力势能都不变
B．动能不变，重力势能变大
C．重力势能不变，动能变大
D．动能、重力势能都变小
【答案】D
【解析】飞机沿水平方向匀速飞行，空投物资时，速度不变，高度不变，但飞机的质量变小，所以它的动能和重力势能都减小，故D符合题意。
故选D。
4．（2023春·八年级校联考课时练习）2021年10月16号我国成功将神舟13号发射升空，在火箭加速上升过程中（ ）
A．神舟13号的动能增大，重力势能减小
B．神舟13号的动能减小，重力势能增大
C．神舟13号的动能和重力势能都增大
D．神舟13号的动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】ABC．神州13号加速上升，质量不变，速度增加，高度增加，所以动能和势能均增加，故AB不符合题意，C符合题意；
D．因为动能和势能均增加，所以不存在动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
5．（2023·广东韶关·统考模拟预测）一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能_____，重力势能_____，机械能_____。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
【答案】 减小 减小 减小
【解析】[1][2][3]动能与速度和质量有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与高度和质量有关，质量越大，高度越大，重力势能越大。一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能减小，重力势能减小，机械能等于动能和势能之和，所以洒水车的机械能减小。
6．（2023春·八年级校联考课时练习）动能、重力势能和______统称机械能；人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底通过水轮机带动电动机发电，一定量的水，上、下游水位差越大，水的______越大，发电量越多。
【答案】 弹性势能 重力势能
【解析】[1]机械能包括动能和势能，势能又分为重力势能和弹性势能。
[2]一定质量的水，水电站发电时，水位差越大，水的重力势能越大，发电量越多。
7．（2023·全国·九年级校联考专题练习）如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能___________B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为___________能。
【答案】 小于 动
【解析】[1]同一个足球，质量相同， B点的高度大于A点，故A点的重力势能小于B点的重力势能。
[2]若不计空气阻力，足球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小。速度变大，动能变大，故下落时，是重力势能转化为动能。
8．（2023·广东潮州·统考模拟预测）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在___________点最大，B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是___________（选填“变化”或“不变”）的。
【答案】 C 等于 变化
【解析】（1）[1]过山车在B点重力势能最大，在下降的过程中，重力势能转化为动能，再加上之前前进的动能，所以在C点动能最大。
[2]由图乙可知，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。
[3]因为有摩擦以及空气阻力的原因，一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能是变化的。
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考课时练习）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。
（1）皮球运动到D点时的机械能 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）运动到C点时的机械能。
（2）若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两处留下两个黑色圆斑，其中M处的圆斑 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）N处的圆斑。
【答案】 小于 大于
【解析】[1]由于皮球在运动过程中受到空气阻力的作用，所以机械能会变小，从C点到D点的过程中，D点时皮球的机械能小于C点时的机械能。
[2]皮球从M点到N点，机械能减小，故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能，则表面涂黑的皮球在MN两点留下的黑色圆斑大小不相等，M点的圆斑较大。
10．（2023春·八年级校联考课时练习）小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高度静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度以速度释放、高度以速度释放，已知，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。
①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的______相同时，______相同；
②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是______（选填“错误”或“正确”），理由是______。
【答案】 质量和高度 重力势能 错误 实验中没有控制物体的初速度相同
【解析】[1][2]比较图(a)、(b)、 (c)、 (d)的实验过程及相关条件，可得物体重力势能的大小由物体的高度与质量决定，即物体高度和质量相同时重力势能相同；
[3][4]要探究物体所具有的重力势能大小与高度的关系，应控制物体向下运动的初速度和质量相同，才能得出正确的结论，该实验中没有控制物体的初速度相同，故结论是错误的。
四、计算题
11．（2023·全国·八年级校联考假期作业）已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能表达式为Ek=mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量。如图所示，光滑斜面与粗糙水平面在B处平滑连接，质量m=80kg的物体M在A处由静止开始下滑，经B处后在水平面上滑至C处停止，已知A处的高度h=9.8m，BC的距离s=40m，不计空气阻力，求：（g取10N/kg）
（1）物体M在A处的机械能；
（2）物体M滑到B处的速度；
（3）物体M与水平面间的摩擦力。
【答案】（1）7840J；（2）14m/s；（3）196N
【解析】解：（1）根据题意知道，A处的机械能为动能与重力势能之和，在A处的速度为0，则动能为0，所以，A处的机械能等于重力势能，故物体M在A处的机械能
（2）由题意知道，从A点下滑到B点的过程中，由于斜面光滑，机械能是守恒的，则，即
所以，物体M滑到B处的速度
（3）物体M在水平面上运动时克服摩擦力做功，机械能全部转化为内能，则摩擦力做功
故物体与水平面间的摩擦力为
答：（1）物体M在A处的机械能是7840J；
（2）物体M滑到B处的速度是14m/s；
（3）物体M与水平面间的摩擦力是196N。
12．（2023春·八年级校联考课时练习）已知物体的动能表达式为EK=mv2/2，其中m为物体的质量，v是物体运动的速度，g为重力常数．如图所示，将一个质量为200g的钢球从距离地面1.2m的高度沿水平方向以5m/s的速度抛出．钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能．若不计空气阻力，试求：
(1)钢球被抛出时的动能Ekl多大？
(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是多大？
(3)钢球落地前瞬间的动能Ek2多大？
【答案】（1）2.5J （2）2.4J （3）4.9J
【解析】(1)钢球被抛出时的动能是：
(2)钢球从被抛出到落地的过程中，其重力所做功是：
W＝Gh＝mgh＝0.2kg×10N/kg×1.2m＝2.4J
(3)因为不计空气的阻力，故钢球落地前瞬间的动能是：
Ek2＝Ek1＋W＝2.5J＋2.4J＝4.9J
答：(1)钢球被抛出时的动能Ekl2.5J；
(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是2.4J；
(3)钢球落地前瞬间的动能Ek24.9J。
一、单选题
1．（2023·内蒙古包头·包头市第三十五中学校考三模）如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（ ）
A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员对球做了功
B．图甲中足球在A点移动至B点的过程中，动能转化为重力势能
C．图乙中A、B两点为同一高度，该足球在这两点机械能相等
D．图乙中足球在最高点D点的动能为零
【答案】B
【解析】A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故A错误；
B．图甲中足球在A点的高度小于B点的高度，足球的质量不变，所以图1中足球在A点的重力势能小于B点的重力势能，从A点到B点的过程中，速度减小，将动能转化为重力势能，故B正确；
C．由图乙可知，足球跳起的高度逐渐变小，这说明足球的机械能是逐渐变小的，该足球在A、B两点的高度相等，重力势能相等，但速度不同，动能不一样，因此足球在A、B两点的机械能不相等，故C错误；
D．图乙中足球在从D点向后的过程中继续水平方向运动，说明D水平方向的速度不为0，故最高点D点的动能不为零，故D错误。
故选B。
2．（2023春·八年级校联考单元测试）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②” 或“③”点中的某一点。则小球（ ）
A．经过的M点就是“③”点B．整个运动过程中，机械能是守恒的
C．在M点的重力势能大于在N点的D．在N点的机械能为1000J
【答案】A
【解析】B．根据小球水平抛出其部分运动轨迹可知，小球反弹起的最大高度越来越小，说明机械能越来越小，
整个运动过程中，机械能是不守恒的 ，故B不符合题意；
C．在M点时，由图知，重力势能占机械能的比为动能的3倍，因重力势能为240J，故动能为80J，在M点时机械能为
WM=240J+80J=320J
在N点时，动能为200J，则重力势能为
故在M点的重力势能240J小于在N点的重力势能300J，故C不符合题意；
D．在N点时的机械能为
WN=200J+300J=500J
故D不符合题意；
A．因小球在M的重力势能小于N点的重力势能，根据影响重力势能大小的因素，故N点的高度要高，已知位置①和③离地高度相等，故N点在②，小球在M点的机械能320J小于在N点的机械能500J，因机械能越来越小，故可知M点在③处。故A符合题意。
故选A。
3．（2023春·八年级校联考单元测试）将球斜向上抛出，其在空中不同位置时的能量情况如图所示，下列判断错误的是（ ）
A．经过B、D两位置时小球的高度相同
B．C位置可能为小球到达的最高点
C．经过B、E两位置时小球的速度大小相同
D．经C、E两位置时小球的机械能可能相等
【答案】D
【解析】动能大小和质量、速度有关，重力势能大小和质量、高度有关。
A．如图，经过B、D两位置时小球的重力势能相同，所以此时小球的高度相同，故A正确，不符合题意；
B．如图，C位置重力势能最大，说明位置处在最高点，故B正确，不符合题意；
C．如图，经过B、E两位置时小球的动能相同，所以此时小球的运动速度相同，故C正确，不符合题意；
D．将球斜向上抛出，小球在运动过程中会受到空气阻力的作用，机械能要逐渐减小，所以小球在两个不同位置时的机械能不可能相等，故D错误，符合题意。
故选D。
4．（2023春·八年级校联考单元测试）苹果由静止开始下落，每隔0.1s记录一次苹果的位置，如图所示。关于苹果下落的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．苹果下落做匀速直线运动B．苹果受到的重力和阻力是一对平衡力
C．苹果所受的重力做功，重力势能增加D．苹果的重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】A．由图可知，苹果在相同的时间内通过的路程变大，因此苹果下落做匀加速直线运动，故A错误；
B．苹果下落时做加速运动，苹果受到的重力大于阻力，不是平衡力，故B错误；
C．苹果所受的重力做功，其高度减小，重力势能减小，故C错误；
D．苹果下落的过程中，高度减小，重力势能减小，质量不变，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故D正确。
故选D。
二、填空题
5．（2023春·八年级校联考单元测试）2021年8月5日，中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军，如图甲所示，在下落过程中忽略空气阻力，全红婵只受______力作用，她的重力势能转化为______能。2022年2月16日，中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，如图乙所示，他离开大跳台后由于______仍能在空中继续“飞行”。
【答案】 重力 动 惯性
【解析】[1][2]在下落过程中忽略空气阻力，只受到重力作用，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。
[3]运动员离开大跳台后，由于惯性继续保持原来的运动状态，所以能在空中继续飞行。
6．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在天花板的O点处用细线悬挂一个金属小球（细线无弹性），将小球在A点由静止释放。由A到C（最低点）的过程中，小球的动能______（选填“增大”“减小”或“不变”），机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。若小球运动至D点时（不是最高点）细线断裂，你认为小球接下来的运动轨迹与曲线______（选填“a”、“b”或“c”）最接近。
【答案】 增大 不守恒 c
【解析】[1]由A到C的过程中，小球的质量不变，速度变大，动能增大。
[2]因为空气对小球的摩擦阻力的影响，小球的一部分机械能转化为内能，机械能不守恒。
[3]小球运动至D点时细线断裂，此时小球的速度与运动曲线相切并向上，又由于受到重力和阻力的作用，小球升高到一定高度后，但达不到A位置的高度，然后向斜下方运动，所以运动轨迹与曲线c最接近。
7．（2023春·八年级校联考单元测试）如图是小明用螺丝帽模拟义“蹦极”的简化示意图，弹性绳一端系住螺丝帽，另一端固定在铁架台的O点。螺丝帽由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处螺丝帽受到的重力与弹性绳对螺丝帽的拉力大小相等；C点处是螺丝帽到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力和摩擦、弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，螺丝帽的机械能__________。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能__________，螺丝帽的动能__________。（均选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
【答案】 不变 增大 先增大后减小
【解析】（l）[1]O点到A点，螺丝帽目由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以螺丝帽的机械能不变。
（2）[2][3]在从A点至C点螺丝帽的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对螺丝帽拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而螺丝帽的动能先增大后减小。
8．（2023春·八年级校联考单元测试）轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物，用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下静止时下端的位置。则重物从a运动到d的过程中，在_________点重力势能最大，在_________点动能最大，在_________点机械能最大。（不计空气阻力）
【答案】 a c b
【解析】[1]重物从a运动到d的过程中，质量不变，a点的高度最大，重力势能最大。
[2][3]b点到d点的过程中，重物在c点之前受到向上的拉力小于重力；重物在c点之后受到的向上拉力大于重力；所以重物从c点以后做减速运动，即在c点时速度最大，动能最大；此时重物的机械能转化为弹簧的弹性势能，重物的机械能减小，故在b点时重物的机械能最大。
三、实验题
9．（2023春·八年级校联考单元测试）小明学习完《伽利略对摆动的研究》后，他有以下猜想：单摆摆动一次所用的时间可能与单摆的质量、单摆绳长和单摆摆动角度有关。为了验证上述猜想，他来到实验室，使用刻度尺、秒表、细线、小球、量角器等器材，如图所示。依照物理探究方法，进行了实验，得到数据如表。
（1）根据表格数据，单摆往返摆动一次所用的时间与______有关；
A．单摆绳长
B．摆球质量
C．摆角
D．单摆绳长、摆球质量、摆角均有关系
（2）小明用质量为60g的小铁球制作成摆长为0.4m和摆角为4°的单摆做实验，根据实验数据推测，这个单摆来回摆动一次的时间应是______s；
（3）好学的小明经查阅资料，了解到地球纬度越高，单摆摆动一次的时间越少，若要将一台在广州走时准确的摆钟拿到北京仍能精确计时，应该将其摆长调______（不考虑海拔高度和温度的影响）；
（4）单摆小球向下运动过程中，它的______能转化为______能，到达最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，此过程中有一部分的机械能转化为______能。
【答案】 A 1.3 长 重力势 动 内
【解析】（1）[1]由表中1、2两次实验可知，单摆的质量和单摆摆动角度相同时，单摆绳长越长，摆动一次的时间越长，因此单摆往返摆动一次所用的时间与单摆绳长有关；由2、3两次实验可知，单摆的质量、单摆绳长相同时，单摆摆动角度增大，但摆动一次的时间不变，因此单摆往返摆动一次所用的时间与单摆摆动角度无关；由3、4两次实验可知，单摆绳长、单摆摆动角度相同时，摆球质量增大，但摆动一次的时间不变，因此单摆往返摆动一次所用的时间与摆球质量无关；因此单摆往返摆动一次所用的时间与单摆绳长有关，与球质量和单摆摆动角度无关，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
（2）[2]由（1）可知单摆往返摆动一次所用的时间与单摆绳长有关，与球质量和单摆摆动角度无关，因此小明用质量为60g的小铁球制作成摆长为0.4m和摆角为4°的单摆做实验，这个单摆来回摆动一次的时间与表中单摆绳长同为0.4m的第1次实验时间相同，为1.3s。
（3）[3]由（1）可知，单摆往返摆动一次所用的时间随着单摆绳长的增大而增大，由于北京的纬度比广州的高，由题意可知，同样的单摆在北京的摆动一次的时间越少，因此为了在北京仍能精确计时，应该将其摆长调长。
（4）[4][5][6]单摆小球向下运动过程中，质量不变，高度减小，由重力势能大小的影响因素可知单摆小球的重力势能减小，动能增大，因此单摆小球向下运动过程中，它的重力势能转化为动能；单摆在运动的过程中需要克服阻力做功，因此一部分机械能转化为内能。
10．（2023春·八年级校联考单元测试）如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB
（1）实验中通过观察________比较动能的大小；
（2）实验中采用________，使得小球滚到水平面的初速度相同；
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，________球的动能最大；
（4）因探究的因素较多，所以该探究实验用到实验方法中的_________法；
（5）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：_________；
（6）分析比较实验甲与实验丙，可得出结论：__________。
【答案】 见解析 见解析 C 控制变量 见解析 见解析
【解析】（1）[1]小球动能不同，对纸盒做功不同，则纸盒移动的距离不同，所以实验中通过观察纸盒被小球推动的距离长短来比较动能的大小。
（2）[2]为了让小球滚动到水平面的初速度相同，应让小球在同一高度静止滚下，小球在斜面的同一高度时，具有的重力势能相等，滚动过程，重力势能转化为动能，重力势能相等，转化为的动能相等，所以小球到达水平面时的速度相同。
（3）[3] A、C两个小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，而A的质量小于C的质量，所以C的动能大于A的动能。B滚下的高度比A的小，到达水平面时，B的速度比A的小，两球质量相等，所以到达水平面时，A的动能比B的小，所以动能最大的是C小球。
（4）[4]实验中，动能与多个因素有关，据控制变量法，应控制其它因素不变，改变一个因素。
（5）[5]甲、乙实验中，小球的质量相同，从斜面静止滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，撞击纸盒移动的距离不同，到达水平面的速度越大，纸盒移动的距离越远，所具有的动能越大。所以质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。
（6）[6]甲、丙实验中，小球从斜面静止滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，两小球的质量不同，撞击纸盒移动的距离不同，质量越大，纸盒移动的距离越远，具有的动能越大，所以运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
四、综合题
11．（2023·贵州·统考模拟预测）如图甲所示，是我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载的一种捣谷用的舂。其简化图如图乙所示，先用脚施加一个竖直向下的力踩横木的B点，使A端升高，然后将脚移开，A端的碓头在重力的作用下向下运动撞击在谷物上，将谷物砸开。请回答下列问题：
（1）用脚竖直向下踩横木的B点时，舂可看作是___________杠杆；
（2）若图中所示的碓头质量为18kg，请问它的重力为多大？( )
（3）请从功能关系的角度解释：为什么制作碓头时要选择密度大的材料？( )
（4）用力踩B端使其向下运动的过程中，做功为，碓头克服重力做功为，请比较和的大小关系，并阐述理由（横木的自重忽略不计）。( )
【答案】 费力 180N 见解析 见解析
【解析】（1）[1]由图乙可知，阻力臂OA大于动力臂OB，则舂可看作是费力杠杆。
（2）[2]根据可得，碓头的重力为
（3）[3]制作碓头时要选择密度大的材料，相同体积时，质量更大，当下落高度相同时，质量越大，碓头撞击谷物时，动能更大，更容易将谷物砸开。
（4）[4]由功的原理可知，用力踩B端使其向下运动的过程中，F1做的功W1与克服碓头重力做功W2和克服摩擦力做功Wf之和相等，则
12．（2023·广东·统考模拟预测）在一次《趣味物理》讲座中，老师介绍伽利略的比萨斜塔实验时说:“若不计空气阻力，从同一高度由静止开始下落的任何物体，都会同时落地，下落的快慢跟物体质量无关，这种运动称为自由落体运动。”课后，兴趣小组在老师指导下开始研究这种运动，他们在高楼楼顶的相同位置，分别让不同质量的金属小球由静止开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。如图是其中的一张照片（图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置，图片与实物的大小比例为1:7）。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。已知本实验所使用的频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s。该小组对图片中小球所处位置的影像进行测量，量出了每相邻两个影像位置之间的距离如图所示。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度___________（填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”） 。小球在第四个Δt时间内的平均速度为___________m/s；
（2）兴趣小组比较数张照片，发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置。为了进一步从理论上分析得出结论，请你计算：从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，则n=___________m/s2；通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，发现物体下落快慢与质量___________（选填“有关”或“无关”）；
（3）根据上述结论，试推算出小球自由下落时前0.8s的平均速度是___________m/s；
（4）图乙是兴趣小组绘制的金属小球由静止自由下落的高度h与时间t关系图像；则图丙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中，正确的图像是___________；
（5）从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下。
表格的空格处所缺数据应为___________。
【答案】 逐渐增大 0.49 0.7 无关 0.56 C 4
【解析】（1）[1]不计空气阻力情况下，在下落过程中，重力势能转化为动能，所以小球速度逐渐增大。
[2]根据知，小球的第四个Δt时间内的平均速度为
（2） [3][4]从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，从1点到2点的距离为
从1点到3点的距离为的距离为
发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置，通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，也相同发现物体下落快慢与质量无关。
（3）[5]从点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，即
当时
（4）[6]h随着的增大，增大幅度越来越大，由公式可得，的增大幅度也会越来越大，综上分析知，故ABD错误，C正确。
故选C。
（5）[7]比较A、B数据可知，当半径相同时，阻力和收尾速度成正比；比较B、C数据可知，当收尾速度相同时，阻力和半径的平方成正比；可得
将数据代入公式
解得
由知，将数据代入公式
次数
单摆绳长
摆球质量m/kg
摆角θ/°
摆动一次的时间t/s
1
0.4
0.05
3
1.3
2
0.6
0.05
3
1.6
3
0.6
0.05
5
1.6
4
0.6
0.08
5
1.6
小球编号
A
B
C
D
小球半径r(×10﹣3m)
0.5
0.5
1.5
2
小球的收尾速度v(m/s)
16
40
40
20
小球受阻力f(N)
0.2
0.5
4.5
次数
单摆绳长
摆球质量m/kg
摆角θ/°
摆动一次的时间t/s
1
0.4
0.05
3
1.3
2
0.6
0.05
3
1.6
3
0.6
0.05
5
1.6
4
0.6
0.08
5
1.6
小球编号
A
B
C
D
小球半径r(×10﹣3m)
0.5
0.5
1.5
2
小球的收尾速度v(m/s)
16
40
40
20
小球受阻力f(N)
0.2
0.5
4.5
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